الميزانية كلمة Arduino RGB!: 7 خطوات (بالصور)

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-23 12:53

مرحبًا بالجميع ، إليك دليلي حول كيفية صنع ساعة كلمات بسيطة ورخيصة!

الأدوات التي ستحتاجها لهذا المشروع

1. لحام الحديد واللحام
2. الأسلاك (من الناحية المثالية 3 ألوان مختلفة على الأقل)
3. طابعة ثلاثية الأبعاد (أو الوصول إلى واحدة ، يمكنك أيضًا إرسال ملفات.stl إلى دار الطباعة إذا لم يكن لديك طابعة خاصة بك)
4. الأدوات الأساسية (مفكات البراغي ، قاطع الأسلاك ، الملفات ، إلخ …)

يتم تغطية جميع الأجزاء التي ستحتاج إلى طلبها في قسم قائمة المواد في هذا الدليل!

أتمنى أن تستمتع ، فلنبدأ الآن!

الخطوة 1: اقتراح المشروع

لوقت طويل ، كنت أرغب في إنشاء ساعة مكتبية لكلمات RBG على غرار مشروع Adafruit هنا LINK

كانت الأشياء الرئيسية التي أوقفتني هي تكلفة الأجزاء والحاجة إلى قطع الليزر!

لذلك كان الهدف من هذا المشروع هو إنشاء نسخة رخيصة وبسيطة باستخدام مصفوفة RBG و Arduino Nano ذات الميزانية المحدودة ، ثم طباعة غلاف مخصص ثلاثي الأبعاد يتجاوز الحاجة إلى قطع الليزر.

الخطوة 2: BOM - إلكترونيات وميكانيكية

يجب أن تصل فاتورة المواد (BOM) لهذا المشروع إلى 13.21 جنيهًا إسترلينيًا لساعات كلمة كاملة واحدة.

يجب أن تصل تكلفة الطلب الإجمالية (بما في ذلك رسوم البريد للمملكة المتحدة) إلى 51.34 جنيهًا إسترلينيًا على افتراض أنك بحاجة إلى شراء كل قطعة بما في ذلك مكبات 1 كجم كاملة من PLA للحاوية.

(تكلفة الطلب - تكلفة قائمة المواد)

1. 6.42 جنيه إسترليني - 6.42 جنيه إسترليني - 8x8 WS2812B Matrix - https://www.ebay.co.uk/itm/8x8-64-LED-Matrix-WS28 …
2. 1.83 جنيه إسترليني - 1.83 جنيه إسترليني- Arduino Nano V3 -
3. 1.75 جنيه إسترليني - 1.75 جنيه إسترليني- وحدة RTC DS1307 -
4. 1.25 جنيه إسترليني - 0.13 جنيه إسترليني - Power Micro USB -
5. 4.31 جنيه إسترليني - 1.44 جنيه إسترليني - Protoboard -
6. 1.05 جنيه إسترليني - 0.11 جنيه إسترليني - M3 35 ملم برغي x20 -
7. 4.13 جنيه إسترليني - 0.82 جنيه إسترليني - 4 ملم قدم مطاطية × 4 -
8. 12.99 جنيهًا إسترلينيًا - 1.20 جنيهًا إسترلينيًا - BQ 1.75mm PLA - الفحم الأسود -
9. 19.99 جنيهًا إسترلينيًا - 0.28 جنيهًا إسترلينيًا - AMZ3D 1.75 مم PLA - طبيعي -

يمكن عرض حسابات PLA أعلاه في جدول PLA Calc. لقد افترضت أن حجم PLA يبلغ حوالي 800 سم 3 / كجم ، مما يعني أن البكرة التي يبلغ وزنها 1 كجم يجب أن تحتوي على حوالي 330 مترًا من البلاستيك. ثم استخدمت الكمية المتوقعة من PLA المطلوبة لطباعة كل جزء لحساب التكلفة.

الخطوة 3: أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد

يمكن العثور على جميع نماذج الطباعة ثلاثية الأبعاد على Thingiverse هنا -

يمكن العثور على إرشادات الطباعة على صفحة Thingiverse المرتبطة أعلاه

لقد صممت هذا النموذج في Fusion 360 باستخدام تصميم حاوية Adafruit Laser Cut كقالب (رابط).

احتفظت بأحرف اللوحة الأمامية كما هي حيث سنستخدم نفس الكود الذي يستخدمه مشروع Adafruit.

قام العلبة بزاوية الساعة بزاوية 10 درجات لمنحها زاوية رؤية أفضل. يجب أن يكون تخطيط الحروف أكبر قليلاً من إصدار Adafruit حيث أن مصفوفة 8x8 RGB LED التي اخترت استخدامها هي 64 مم × 64 مم تقريبًا بدلاً من 60 مم × 60 مم من Adafruit NeoMatrix.

العلبة تتكون من 6 أجزاء ،

1. اللوحة الأمامية - توجد بها الحروف أمام مصفوفة LED.
2. لوحة منتصف (بزاوية) - هذا يثبت المصفوفة في مكانها بالإضافة إلى الاتصال باللوحة الأمامية واللوحة الخلفية. هذا القسم هو 10 درجة.
3. اللوحة الخلفية (بزاوية) - تحتوي هذه اللوحة على محول الطاقة وتتصل باللوحة الوسطى.
4. قفل محول الطاقة - هذا جزء صغير يثبت المحول في مكانه.
5. شبكة Divider - تُستخدم للمساعدة في عزل الضوء من كل LED ، مما يقلل من الضوء المتسرب إلى أحرف متجاورة.
6. LED Diffuser - هذا جزء من PLA واضح يساعد على مزج ضوء RGB LED ، وهذا يساعد أيضًا في وضوح الحروف (لاحظ أنك ستحتاج إلى طباعة 64 من هذا الجزء ، واحد لكل LED في المصفوفة).

تم تركيب العلبة بأكملها معًا باستخدام مسامير M3 35mm & M3 15mm.

الخطوة 4: الكود

الحصول على Arduino IDE

بالنسبة لهذا المشروع ، ستحتاج أولاً إلى Arduino IDE والذي يمكن تنزيله هنا - الرابط

الحصول على قاعدة التعليمات البرمجية

تم وضع هذا الرمز بواسطة Adafruit ويمكن العثور عليه على GIT Hub هنا - الرابط

لمن لم يستخدم GIT Hub من قبل ، الأمر بسيط حقًا! لتنزيل الكود وداخل Arduino IDE ، اتبع هذه الخطوات.

1. انقر على رابط GIT Repo
2. انقر فوق الزر "استنساخ أو تنزيل" (باللون الأخضر) ثم حدد Download ZIP
3. قم باستخراج ملف ZIP الذي تم تنزيله في مكان ما
4. افتح Arduino IDE
5. في Arduino IDE ، انتقل إلى File Open
6. ثم انتقل إلى WordClock_NeoMatrix8x8.ino الموجود في المجلد الذي تم فك ضغطه (دليل المثال - C: / Users / xxxxxx / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock-NeoMatrix8x8-master / WordClock_NeoMatrix8x8.ino)

الآن قمت بفتح الكود!

إجراء التعديل على المدونة

نحتاج بعد ذلك إلى إجراء تعديل طفيف جدًا على الكود المقدم من Adafruit لأننا نستخدم وحدة تحكم صغيرة مختلفة عن المشروع الأصلي.

في WordClock_NeoMatrix8x8.ino نريد تعديل بعض // تعريف الدبابيس ،

نحتاج إلى تغيير RTCGND إلى A4 و RTCPWR إلى A5 ، وهذا يخبر الكود حيث توجد اتصالات SDA و SCL على Arduino Nano.

سنحتاج أيضًا إلى تغيير NEOPIN إلى D3 حتى يعرف مكان توصيل 8x8 RBG Matrix Din.

إذا لم تكن متأكدًا من أنك فعلت ذلك بشكل صحيح ، فيمكنك تنزيل Modified WordClock_NeoMatrix8x8.ino المرفق واستبدال ذلك الموجود في دليلك.

الحصول على المكتبة المطلوبة

أخيرًا قبل البرمجة ، ستحتاج إلى تنزيل جميع المكتبة المطلوبة ،

أدرجت Adafruit روابط لكل هذه في تعليقات

أو يمكنك النقر فوقها هنا ،

1. RTClib
2. DST_RTC
3. Adafruit_GFX
4. Adafruit_NeoPixel
5. Adafruit_NeoMatrix

لأي شخص لم يقم بتثبيت مكتبة Arduino IDE قبل اتباع هذه الخطوات ،

1. جميع الروابط أعلاه مخصصة لمستودعات GIT Hub ، ستحتاج إلى النقر فوق الزر "استنساخ أو تنزيل"
2. حدد تنزيل ZIP
3. افتح الآن Arduino IDE
4. انقر فوق علامة التبويب "رسم" في القائمة العلوية
5. مرر مؤشر الماوس فوق تضمين المكتبة ، ثم حدد "إضافة مكتبة مضغوطة …"
6. انتقل إلى الموقع الذي قمت بتنزيل مكتبة ZIP به وحددها
7. الآن تم تثبيت المكتبة ، ستحتاج إلى تكرار هذه الخطوات لكل مكتبة من مكتبات الخمس المرتبطة أعلاه.

برمجة اردوينو نانو

الآن بيئة IDE جاهزة وقد حان الوقت لبرمجة Arduino Nano!

تأكد من إعداد Arduino IDE لتجميع لوحة Arduino Nano ، للتحقق من ذلك ،

1. انقر فوق علامة التبويب "أدوات"
2. مرر مؤشر الماوس فوق خيار "اللوحات:" وحدد خيار "Arduino Nano"
3. قم بتوصيل Arduino Nano بجهاز الكمبيوتر الخاص بك وحدد منفذ COM الصحيح

بمجرد اتباع الخطوات المذكورة أعلاه ، يمكنك الضغط على زر التحميل لبرمجة Arduno Nano!

الخطوة الخامسة: الإلكترونيات

الآن لديك Arduino Nano مبرمج حان الوقت لإعداد الإلكترونيات!

قبل توصيل كل شيء بالأسلاك ، افصل Arduino Nano من موصل USB.

الإلكترونيات في المشروع بسيطة للغاية ، لذا من السهل حقًا تجميعها حتى للمبتدئين ،

روابط

1. TP4056 - سلك أحمر اللحام بـ + قم بتوصيل بجوار موصل USB الصغير (الموضح أعلاه) هذا هو 5 فولت (تحقق باستخدام مقياس متعدد إذا لم يكن مؤكدًا). ثم قم بتوصيل السلك الأسود بالموصل - (كما هو موضح أعلاه).
2. مصفوفة 8x8 RGB - قم بتوصيل Din بـ Arduino Nano Pin D3 ، ثم Vcc بـ 5V & GND إلى GND.
3. DS1307 - قم بتوصيل SDA بـ Arduino Nano Pin A4 (هذا هو اتصال Nano's SDA) ، ثم قم بتوصيل SCL بـ Arduino Nano Pin A5 (هذا هو اتصال Nano's SCL ، انظر Nano Pin أعلاه). ثم Vcc إلى 5V & GND إلى GND.
4. Arduino Nano - كل ما تبقى هو تشغيل Arduino Nano ، للقيام بذلك ، قم بتوصيل 5V بـ Vin & GND إلى GND بجوار دبوس Vin.

بمجرد اتباع كل ما سبق ، تكتمل الدائرة! وحان الوقت لبرمجتها للتحقق من أنها تعمل بالكامل!

قبل لحام جميع الاتصالات المذكورة أعلاه ، من المحتمل أن تكون فكرة جيدة للتحقق من أن كل شيء يعمل باستخدام لوح التجارب وبعض الموصلات. لقد عرضت بعض الصور الخاصة بالتحقق من الأجهزة الإلكترونية أعلاه!

الساعات الوقت غير صحيح؟

إذا كانت ساعة الكلمات لا تعرض الوقت الصحيح ، فحاول إعادة برمجة Arduino Nano أثناء الاتصال بوحدة RTC. إذا كان هذا لا يزال لا يعمل ، فقم بإزالة بطارية الخلية من وحدة RTC ثم قم بإضافتها مرة أخرى ، بعد القيام بهذه المحاولة لإعادة برمجة Arduino مرة أخرى.

الخطوة 6: التجميع

الآن بعد أن أصبح لديك الأجزاء ثلاثية الأبعاد ، أصبح Code & Electronics جاهزًا لوقته لتجميع الساعة الكلامية.

1. ضع الواجهة الأمامية القياسية على مكتب وأدخل الناشر 64 LED.
2. تأكد من إدخال جميع الناشرات بشكل مسطح.
3. ضع شبكة التقسيم في التجمع الأمامي القياسي.
4. قم بإعداد الإلكترونيات التي تمت مناقشتها في الخطوة السابقة.
5. ضع الزاوية الخلفية المسطحة على المكتب
6. أدخل وحدة شاحن USB في الفتحة الموجودة في الجزء الخلفي المائل
7. تأكد من محاذاة منفذ USB عبر الفتحة الخلفية في الزاوية الخلفية
8. ضع Angled Mid فوق الإلكترونيات وقم بمحاذاة Angled Back ، ثم أدخل الإلكترونيات
9. ضع مصفوفة LED فوق الإلكترونيات ، يجب محاذاة اللوحة في فتحات Angled Mids.
10. ضع مجموعة الزاوية على الواجهة القياسية وأدخل مسامير M3 مقاس 35 مم
11. شد البراغي وضع 4 أقدام مطاطية على القاعدة
12. تهانينا ، لقد أكملت التجميع ، حان الوقت لتشغيله ، انظر إلى الوقت!

الخطوة 7: الدروس المستفادة والاستنتاج

بشكل عام ، أنا سعيد بنتيجة هذا المشروع ولكن بالطبع هناك بعض الأشياء التي كان يمكن القيام بها لتحسينه.

العدد 1

وحدات RTC DS1307 محبطة للغاية للإعداد والانجراف بشكل ملحوظ خارج المزامنة بسرعة مما يعني أنه يتعين عليك إعادة برمجة الجهاز لإعادة مزامنته.

العدد 2

CAD ، من المحتمل أن أصمم العلبة بشكل مختلف قليلاً لتحسين عملية التجميع ولديها بالفعل مكان ما لتركيب Arduino.

العدد 3

لماذا لا يكون لديك شبكة Wi-Fi؟ سيكون هذا حلاً رائعًا للمشكلة 1!

عندما بدأت هذا المشروع ، لم يكن لدي أي خبرة في ESP8266 / ESP32 ولكن إذا كنت سأبدأ هذا المشروع مرة أخرى أو أنجز Rev2 ، فسأفكر بشدة في تكييف الكود لاستخدام Wifi للحصول على الوقت الحالي بدلاً من DS1307.

يمكن أن يؤدي ذلك أيضًا إلى تمكين الكثير من الميزات الأخرى مثل ضبط لون الشاشة بناءً على توقعات الطقس أو أشياء رائعة مثل هذه.

شكرًا للجميع للوصول إلى نهاية دليلي ، إذا كانت لديك أي أسئلة ، فلا تتردد في التعليق أو إرسال رسالة مباشرة إلي!